[發明專利]一種感應電機轉子時間常數辨識方法

有效

• 申請號: 201711291386.6
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN107896079B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 賀虎成;牛春光;柳彥釗;王文婷;師磊;劉洽;孫磊
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: H02P21/00
• 分類號: H02P21/00;H02P21/16
• 代理公司: 西安啟誠專利知識產權代理事務所(普通合伙) 61240
• 代理人: 李艷春

1.一種感應電機轉子時間常數辨識方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、構造感應電機的轉子磁鏈ESO模型；

步驟一中構造感應電機的轉子磁鏈ESO模型的具體過程為：

步驟101、在兩相靜止坐標系下，將感應電機的定子電流和轉子磁鏈作為狀態變量，構造感應電機的狀態方程為：

其中，ψ_rα為兩相靜止坐標系下的α相轉子磁鏈，ψ_rβ為兩相靜止坐標系下的β相轉子磁鏈；i_sα為兩相靜止坐標系下的α相定子電流，i_sβ為兩相靜止坐標系下的β相定子電流；u_sα為兩相靜止坐標系下的α相定子電壓，u_sβ為兩相靜止坐標系下的β相定子電壓；L_r為轉子電感，L_m為定轉子間互感，L_σ為感應電機漏感且L_s為定子電感；R_s為定子電阻，R_r為轉子電阻；ω_r為轉子轉速，T_r為轉子時間常數，且T_r＝L_r/R_r；p為微分算子；

步驟102、根據公式(1)中與轉子電阻變化量、轉子轉速和轉子磁鏈相關的項，定義狀態量ω₁為：

根據公式(2)中與轉子電阻變化量、轉子轉速和轉子磁鏈相關的項，定義狀態量ω₂為：

其中，ΔR_r為轉子電阻變化量，Δψ_rα為α相轉子磁鏈變化量，Δψ_rβ為β相轉子磁鏈變化量，R_r0為轉子電阻設定值；

步驟103、將狀態量ω₁代入公式(1)，分離出確定部分和估算擾動部分，并將T_r表示為T_r＝L_r/R_r，得到：

將狀態量ω₂代入公式(2)，分離出確定部分和估算擾動部分，并將T_r表示為T_r＝L_r/R_r，得到：

其中，為i_sα的估計值，為i_sβ的估計值；

步驟104、將狀態量ω₁的計算公式表示為：

將狀態量ω₂的計算公式表示為：

步驟105、將校正函數g(x)選取為fal非線性函數：

其中，ε為輸入值，或α為指數參數，δ為閾值參數；

步驟106、根據公式狀態量ω₁和狀態量ω₂的計算公式，并根據公式(3)和公式(4)，推導出基于轉子磁鏈ESO模型計算轉子磁鏈的公式為：

步驟二、構造感應電機的電流模型；

步驟三、用Popov超穩定性定理推導自適應律；

步驟四、感應電機轉子時間常數的確定：以步驟一中構造的轉子磁鏈ESO模型為參考模型，以步驟二中構造的電流模型為可調模型，在步驟三中推導出的自適應律的作用下，估算出轉子時間常數倒數并送入步驟二中構造的電流模型，實時調整電流模型輸出的磁鏈值，使電流模型輸出的磁鏈值跟上轉子磁鏈ESO模型的磁鏈輸出，當轉子磁鏈ESO模型和電流模型輸出轉子磁鏈值相等時，將輸出值確定為感應電機轉子時間常數。

2.按照權利要求1所述的一種感應電機轉子時間常數辨識方法，其特征在于：步驟105中所述α的取值為0.5。

3.按照權利要求1所述的一種感應電機轉子時間常數辨識方法，其特征在于：步驟105中所述δ的取值為0.01。

4.按照權利要求1所述的一種感應電機轉子時間常數辨識方法，其特征在于：步驟二中構造的感應電機的電流模型為：

其中，為電流模型計算的α相轉子磁鏈，為電流模型計算的β相轉子磁鏈。

5.按照權利要求4所述的一種感應電機轉子時間常數辨識方法，其特征在于：步驟三中所述用Popov超穩定性定理推導自適應律的具體過程為：

步驟301、將公式(14)和公式(15)表示的電流模型用矩陣的形式表示為：

步驟302、用估算的轉子時間常數倒數代替將公式(16)變換為：

其中，為的估計值，為的估計值；

步驟303、定義與的誤差定義與的誤差用公式(16)減去公式(17)得到：

步驟304、將公式(18)簡化表示為：

pe＝A_ee-W (19)

其中，

步驟305、根據Popov超穩定性定理，要滿足系統全局漸進穩定,必須滿足Popov積分不等式，Popov積分不等式為：

其中，e^T為矩陣e的轉置矩陣，t₁為積分上限且t₁≥0，為任意有界正實數；

步驟306、將e和W代入公式(20)并化簡后得到：

步驟307、給出滿足不等式(21)的條件：

其中，λ為常數；

步驟308、根據公式(23)，將自適應律設計成比例積分形式，用公式表示為：

其中，K_P為比例系數，K_I為積分系數。